Hệ thống co mạch giao cảm: sự kiểm soát của nó bởi hệ thống thần kinh trung ương

Chức năng của cơ chế điều khiển mô cục bộ đóng vai trò chủ yếu trong điều hòa dòng máu đến mô và cơ quan của cơ thể. Sự phân phối lại dòng máu đến các khu vực của cơ thể, sự tăng hoặc giảm hoạt động bơm của tim, và sự điều chỉnh nhanh của huyết áp động mạch toàn thân.

Hệ thống thần kinh điều khiển tuần hoàn chủ yếu qua hệ thần kinh tự chủ.

Thần kinh giao cảm mang một số lượng lớn sợi co mạch và chỉ một số ít sợi giãn mạch. Sợi co mạch được phân bố đến tất cả các đoạn của hệ tuần hoàn, nhưng nhiều hơn ở một số mô so với mô khác. Tác dụng co mạch giao cảm là đặc biệt mạnh ở thận, ruột, lách và da nhưng kém hiệu quả hơn ở cơ xương và não.

Trung tâm vận mạch ở não điều khiển hệ thống co mạch

Được phân bố ở hai bên chủ yếu là ở chất lưới của tủy và thấp hơn não thất ba của cầu não được gọi là trung tâm vận mạch. Trung tâm này dẫn truyền tín hiệu phó giao cảm qua dây X đến tim và tín hiệu giao cảm qua tủy sống và sợi giao cảm ngoại vi đến hầu như tất cả động mạch, tiểu động mạch và tĩnh mạch của cơ thể.

Hình. Giải phẫu thần kinh giao cảm điều khiển tuần hoàn. Đường nét đứt màu đỏ, thầm kinh X mang tín hiệu phó giao cảm đến tim.

Hình. Các khu vực của não đóng vai trò quan trọng trong điều hòa tuần hoàn. Đường nét đứt thể hiện sự ức chế.

Mặc dù tất cả các cơ quan của trung tâm vận mạch là vẫn chưa rõ ràng, việc tiến hành thí nghiệm có thể xác định một vài khu vực quan trọng của trung tâm:

1. Vùng co mạch phân bố hai bên ở phần trước trên của tủy trên. Các sợi thần kinh bắt nguồn ở khu vực này phân phối các sọi của chúng đến tất cả các mức của tủy sống, nơi mà chúng kích thích thần kinh co mạch trước hạch của hệ giao cảm.

2. Vùng giãn mạch phân bố hai bên ở phần trước bên của nửa dưới của ...các neurons từ vùng này đi lên vùng co mạch và ức chế hoạt động của vùng này do đó gây ra dãn mạch.

3. Một vùng cảm giác phân bố hai bên bó nhân đơn độc ở vùng sau bên của hành não và thấp hơn cầu não. Các neurons của khu vực này nhận tín hiệu thần kinh cảm giác từ hệ thống tuần hoàn qua dây X, và dây IX, và tín hiệu ra từ vùng cảm giác sau đó giúp điều khiển hoạt động của vùng co mạch và giãn mạch của trung tâm vận mạch, vì vậy tạo phản xạ điều khiển nhiều chức năng tuần hoàn. Ví dụ phản xạ receptor áp suất để điều khiển huyết áp động mạch.

Co từng phần liên tục của mạch máu bình thường gây ra bởi trương lực co mạch giao cảm

Trong tình trạng bình thường, vùng co mạch của trung tâm vận mạch liên tục dẫn truyền tín hiệu đến sợi co mạch giao cảm trên toàn cơ thể với tốc độ khoảng 1.5 đến 2 xung động trên giây. Tín hiệu liên tục này được gọi là trương lực co mạch giao cảm. Tín hiệu này bình thường duy trì trạng thái co của mạch máu, được gọi là trương lực vận mạch.

Hình. Ảnh hưởng của gây tê tủy sống toàn bộ lên áp lực động mạch, cho thấy áp lực giảm rõ rệt do mất “trương lực vận mạch”.

Hình giải thích sự quan trọng của trương lực co mạch. Sơ đồ theo dõi thí nghiệm trên động vật gây mê toàn bộ tủy. Việc gây mê gây ra sự block tín hiệu giao cảm đến từ tủy sống đến ngoại vi. Kết quả là huyết áp giảm từ 100 đến 50mmHg, chứng minh sự mất trương lực co mạch trên toàn cơ thể. Một vài phút sau, tiêm một lượng nhỏ hormone norepinephrine vào máu (norepinephrine là hormone co mạch chủ yếu ở tận cùng của sợi co mạch giao cảm). Hormone được tiêm này được vận chuyển vào máu đến mạch máu, mạch co và huyết áp động mạch tăng lên ngưỡng lớn hơn bình thường trong 1 đến 3 phút, cho đến khi norepinephrine bị phá hủy.

Sự điều hòa hoạt động tim bởi trung tâm vận mạch

Trung tâm vận mạch điều hòa lượng mạch co đồng thời với sự điều khiển hoạt động tim. Vùng bên của trung tâm vận mạch dẫn truyền tìn hiệu kích thích qua sợi giao cảm đến tim khi nó cần tăng nhịp và sự co cơ. Ngược lại, khi nó cần giảm sự bơm của tim, vùng trung gian của trung tâm vận mạch gửi tín hiệu đến vùng gần kề nhân vận động trương lực của dây X, khi tín hiệu phó giao cảm qua dây X đến tim làm giảm nhịp tim và sự co của tim. Do đó trung tâm vận mạch không những làm tăng mà còn giảm hoạt động của tim. Thông thường nhịp tim và lực co cơ tim tăng khi xuất hiện co mạch và giảm khi ức chế co mạch.

Điều khiển trung tâm vận mạch bởi trung tâm thần kinh cao hơn

Một số lượng lớn của neurone nhỏ phân bố ở khắp chất lưới của cầu não, não giữa, và não trung gian có thể cả kích thích và ức chế trung tâm vận mạch. Chất lưới, bình thường neurone ở trên và bên của chất lưới gây ra sự kích thích, trong khi vùng giữa và trước gây ra sự ức chế.

Vùng dưới đồi đóng vai trò quan trọng trong điều khiển hệ thống co mạch bởi vì nó có thể gây ra sự ức chế hoặc kích thích mạnh trung tâm vận mạch. Vùng sau bên của hạ đồi chủ yếu gây ra kích thích, trong khi vùng trước có thể gây ra ức kích thích nhẹ hoặc ức chế, phụ thuộc vào vùng cụ thể được kích thích.

Nhiều vùng của vỏ não có thể kích thích hoặc ức chế trung tâm vận mạch. Sự kích thích vỏ não vận động gây ra sự kích thích trung tâm co mạch bởi vì tín hiệu được dẫn truyền đến vùng dưới đồi sau đó đến trung tâm vận mạch. Ngoài ra sự kích thích thùy thái dương trước, vùng ổ mắt của vỏ não trán, phần trước của hồi đai, hạnh nhân, vách, hải mã có thể kích thích hoặc ức chế trung tâm vận mạch, phụ thuộc vào vùng cụ thể của khu vực được kích thích và cường độ kích thích. Như vậy, có nhiều vùng của não có ảnh hưởng đến hệ thống tim mạch.

Norepinephrine là chất trung gian thần kinh dẫn truyền co mạch giao cảm

Chất được tiết ở tận cùng của sợi co mạch chủ yếu là norepinephrine, thứ tác động trực tiếp lên receptor anpha của cơ trơn thành mạch gây ra co mạch.

Tủy thượng thận và mối liên quan đến hệ thống co mạch giao cảm

Tín hiệu giao cảm được dẫn truyền đến tủy thượng thận cùng lúc với đến mạch máu. Tín hiệu này khiến tủy thượng thận tiết ra cả epinephrine và norephiephrine vào máu và được vận chuyển đến khắp cơ thể, tác động trực tiếp lên tất cả mạch máu gây ra dãn mạch. Ở một vài mô epinephrine gây ra co mạch vì nó tác dụng lên receptor beta, gây ra dãn nhiều hơn là co mạch.

Hệ giãn mạch giao cảm được điều khiển bởi thần kinh trung ương

Sợi giao cảm đến cơ xương mang theo các sợi giãn mạch giao cảm cùng vói các sợi co mạch. Ở một vài loài động vật như lai mèo, sợi giãn mạch giải phóng acetylcholine ở cúc tận cùng, mặc dù ở người tác dụng giãn mạch được coi như là do epinephrine kích thích receptor beta ở mạch máu cơ.

Con đường điều khiển hệ thống giãn mạch của hệ thần kinh trung ương được thể hiện bởi đường nét đứt ở hình. Khu vực chính của não điều khiển hệ thống này là vùng hạ đồi trước.

Vai trò của hệ dãn mạch giao cảm

Hệ giãn mạch giao cảm không đóng vai trò chính trong điều chỉnh tuần hoàn ở người bởi vì block hoàn toàn thần kinh giao cảm đến cơ hoạt động gắng sức tác động đến khả năng điều chỉnh dòng máu của cơ trong nhiều trạng thái sinh lý. Một vài thí nghiệm chỉ ra rằng khi có sự bắt đầu luyện tập, hệ giao cảm có thể gây ra dãn mạch ban đầu ở cơ xương cho phép sự tăng trước dòng máu đến thậm chí trước khi cơ cần tăng dinh dưỡng. Bằng chứng ở người chỉ ra rằng đáp ứng giãn mạch giao cảm ở cơ xương có thể là ngay lập tức bởi epinephrine ở trong tuần hoàn, nó kích thích receptor beta, hoặc bởi NO giải phóng từ tế bào nội mô mạch máu khi có đáp ứng với acetylcholine.

Ngất cảm xúc và ngất Vasovagal

Phản ứng dãn mạch đáng chú ý xuất hiện ở người xúc động quá mức gây ra ngất. Trong trường hợp này hệ thống giãn mạch cơ hoạt hóa cùng lúc đó trung tâm ức chế tim của của dây X dẫn truyền tín hiệu mạnh đến tim làm chậm nhịp tim rõ rệt. Huyết áp động mạch hạ nhanh chóng, làm giảm dòng máu đến não gây mất ý thức. Toàn bộ những ảnh hưởng này gọi là ngất vasovagal. Ngất cảm xúc bắt đàu với sự xáo động ở vỏ não. Con đường này theo thứ tự từ trung tâm giãn mạch của dưới đồi trước đến trung tâm dây X của tủy, đến tim qua dây X, và qua tủy sống đến thần kinh giãn mạch giao cảm của cơ.